Процесс проектирования фильтра, выделяющего гармонику, полученную на выходе нелинейного преобразователя. Расчет масштабного усилителя и спектра сигнала. Характеристика технических требований к устройству, определение условий баланса амплитуд и фаз.
Аннотация к работе
Федеральное государственное образовательное бюджетное учреждение высшего профессионального образования Курсовая работа по курсу ТЭЦ тема: Расчет аналоговых и дискретных устройств связиЦелью данной курсовой работы является разработка устройства, которое будет содержать как аналоговую, так и дискретную части. Аналоговая часть схемы содержит автогенератор на биполярном транзисторе КТ301Б с пассивной RC-цепью обратной связи, который вырабатывает исходное колебание. Так же в эту часть входит нелинейный преобразователь, где в качестве резистивного нелинейного элемента используется полевой транзистор КП305Е. Дискретная часть представляет собой БИХ-фильтр, выделяющий нужную нам гармонику, полученную на выходе нелинейного преобразователя. Спроектировать дискретный фильтр, выделяющий гармоническое колебание заданной частоты из сигнала на выходе нелинейного преобразователя и удовлетворяющий условиям, указанным в таблице 1Для этого вначале необходимо построить проходную характеристику транзистора ік = F(Uбэ) - зависимость действующего значения тока в выходной цепи от входного напряжения Uбэ. В свою очередь, исходными для построения проходной характеристики являются: · входная характеристика транзистора іб = F(Uбэ) (рисунок С.4); Для этих целей удобно составить таблицу: Таблица 1.1 - Промежуточная характеристика Uбэ, В 0,615 0,665 0,7 0,73 0,75 Для того, чтобы поколебательной характеристике определить стационарное действующее значение Uбэ необходимо предварительно рассчитать значение средней крутизны в стационарном режиме .При подключении нелинейного преобразователя к автогенератору необходимо обеспечить развязку этих устройств.Значит, входное сопротивление нелинейного преобразователя (НП) должно быть намного больше выходного сопротивления генератора. Так как схема С.2 на полевом транзисторе имеет небольшое входное сопротивление, то между генератором и преобразователем нужно включать развязывающее устройство.Схема типового нелинейного преобразователя приведена на схеме С.2. Значит, входное сопротивление нелинейного преобразователя должно быть намного больше выходного сопротивления генератора. Методика анализа схем включает в себя аппроксимацию ВАХ нелинейного элемента и расчет спектрального состава выходного тока и напряжения. Используя проходную ВАХ транзистора, графически определим вид тока на выходе нелинейного преобразователя (рисунок С.9). Вычисляем функции Берга по формулам: Амплитуды гармоник спектра напряжения на выходе нелинейного преобразователя вычислим по формуле: В результате расчетов получены значения гармоник одностороннего спектра напряжения, результаты представлены в таблице 2.1: Таблица 2.1 - Спектр напряжения на выходе нелинейного преобразователя k , МВВ этом разделе необходимо получить спектр дискретного сигнала. Необходимо выбрать период дискретизации исходя из одностороннего спектра сигнала на выходе нелинейного преобразователя. Определяем верхнюю границу спектра Учтем, что гармониками, амплитуды которых составляют менее 10% от амплитуды первой гармоники, можно пренебречь. Из таблицы 2.1 видно, что в спектре данного сигнала необходимо учесть 4 гармоники.В этом разделе нам необходимо рассчитать БИХ-фильтр для выделения заданной гармоники, построить полную схему БИХ-фильтра с указанием его значений элементов ,а так же рассчитать его частотные характеристики. Передаточную функцию БИХ-фильтра получим путем билинейного преобразования передаточной функции аналогового полосового фильтра (ПФ).В качестве такого фильтра выберем полиномиальный фильтр Баттерворта. Так как характеристика ослабления фильтра должна обладать геометрической симметрией относительно выделяемой гармоники, то выполняется условие Выбираем только те полюсы ,которые находятся в левой полуплоскости,получаем: , Теперь определим полюсы передаточной функции аналогового полосового фильтра по известным полюсам НЧ-прототипа Для того, чтобы перейти от передаточной функции аналогового ПФ к передаточной функции дискретного ПФ, выполним замену в выражении (4.2): где-определяется из условия совпадения центральных частот аналогового и дискретного ПФСПЕЦИФИКАЦИЯ Обозначение Наименование Кол.
План
Содержание
Введение
Техническое задание
1. Расчет автогенератора
1.1 Расчет масштабного усилителя
2. Расчет спектра сигнала на выходе нелинейного преобразователя
3. Расчет дискретного сигнала на входе дискретного фильтра